半导体制冷冷冻柜及其控制方法技术

本发明专利技术提出一种半导体制冷冷冻柜及其控制方法，其包括柜体以及设置于柜体上的制冷机构，制冷机构包括：双级半导体制冷元件组，安装于柜体的箱壁中；冷端散热器，与双级半导体制冷元件组的冷端连接，冷端散热器位于柜体内；冷却风扇，安装于柜体内且其靠近冷端散热器设置用以实现冷量扩散；单级半导体制冷元件组，设置于柜体的外侧；至少一根柔性热管，其两端的冷凝段与蒸发段分别连接于单级半导体制冷元件组的冷端和双级半导体制冷元件组的热端；热端散热器，与单级半导体制冷元件组的热端连接，其包括U型翅式热管；两个散热风扇，对称设置于U型翅式热管的内侧。本发明专利技术结构简单、控制方便，提高了制冷效率，能够满足更低的温度要求。求。求。

【技术实现步骤摘要】
半导体制冷冷冻柜及其控制方法


[0001]本专利技术属于冷柜制冷
，尤其涉及一种半导体制冷冷冻柜及其控制方法。

技术介绍

[0002]半导体制冷作为一种固态制冷方法，其是利用半导体材料的帕尔贴效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，通过在其冷端表面的吸热作用，就可以实现在一定空间的制冷。由于它不需要使用压缩机与影响环境的制冷剂，因此具有环保、结构简单等优势，在电子冷却、小型冷藏柜、酒柜、饮品柜以及冰箱中获得应用。然而，相比于蒸气压缩制冷，半导体制冷效率低是它的主要缺点，特别是获取更低制冷温度时，提高其制冷效率是其应用的关键。
[0003]现有的半导体制冷冷柜等多集中于冷藏产品(柜内温度高于0℃)，其制冷结构主要是基于采用单级半导体制冷元件，其制冷量、制冷温度不能满足更低的制冷温度需求，严重制约了半导体制冷应用发展。为了实现半导体制冷冷冻柜产品(柜内温度达到
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18℃及以下)的发展，采用双级或多级半导体制冷元件是主要的技术路线。然而，采用双级半导体制冷元件仍存在制冷能力及效率偏低的问题，且传统的多级半导体制冷元件虽然在一定程度上解决制冷能力以及制冷效率低的问题，但其采用的整体堆叠方式存在体积偏大的缺点，不适合于小型冷冻柜柜体的配置。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对上述的技术问题，提出一种半导体制冷冷冻柜及其控制方法，该半导体制冷冷冻柜结构简单、使用方便，利用柔性热管实现双级、单级半导体制冷元件组串联制冷，容易实现
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18℃的制冷温度要求，提高了制冷效率以及制冷量；柔性软管的设置使得制冷机构的布置更加灵活。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]提供一种半导体制冷冷冻柜，其包括柜体以及设置于柜体上的制冷机构，所述制冷机构包括：
[0007]双级半导体制冷元件组，安装于所述柜体的箱壁中；
[0008]冷端散热器，与所述双级半导体制冷元件组的冷端连接，所述冷端散热器位于所述柜体内；
[0009]冷却风扇，安装于所述柜体内且其靠近冷端散热器设置用以实现冷量扩散；
[0010]单级半导体制冷元件组，设置于所述柜体的外侧；
[0011]至少一根柔性热管，其两端的冷凝段与蒸发段分别连接于单级半导体制冷元件组的冷端和所述双级半导体制冷元件组的热端；
[0012]热端散热器，与单级半导体制冷元件组的热端连接，其包括U型翅式热管；
[0013]两个散热风扇，对称设置于所述U型翅式热管的内侧用以使得外部的空气流向U型翅式热管。
[0014]本技术方案提供的半导体制冷冷冻柜，利用柔性热管将双级半导体制冷元件组的热端的热量传递至单级半导体制冷元件组的冷端，使得两者之间处于热串联状态，即串联制冷，容易实现
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18℃的制冷温度要求，提高了半导体制冷冷冻柜的制冷效率以及制冷量；同时柔性软管利用自身可弯曲变形的特点可实现制冷机构的灵活布置，方便在柜体上灵活安装。
[0015]本申请其他一些实施例中，半导体制冷冷冻柜还包括：
[0016]第一导热块，与所述单级半导体制冷元件组的冷端贴合连接，所述柔性热管的冷凝段设置在所述第一导热块内；
[0017]第二导热块，与所述双级半导体制冷元件组的热端贴合连接，所述柔性热管的蒸发段设置在所述第二导热块内；通过第一导热块和柔性热管将双极双级半导体制冷元件组的热端的热量传导至第二导热块，改善散热效果，提高制冷效率，降低制冷能耗。
[0018]本申请其他一些实施例中，所述柔性热管为L型柔性热管。
[0019]本申请其他一些实施例中，所述第一导热块安装于所述柜体的顶部的箱壁上，所述双级半导体制冷元件组安装于柜体的侧箱壁中，且位于所述侧箱壁的上部。
[0020]本申请其他一些实施例中，所述双极半导体制冷元件所在的侧箱壁的底部开设有与外部连通的排水孔，用以排出融霜水。
[0021]本申请其他一些实施例中，所述冷端散热器为具有平面基板的翅片式散热器，所述平面基板贴合连接于所述双级半导体制冷元件组的冷端，且所述平面基板的表面大于双级半导体制冷元件组的冷端的表面，所述翅片式散热器的散热翅片位于所述柜体的内部，冷却风扇的驱动下，柜体内部的空气经过散热翅片进行冷却后在柜体内部进行扩散。
[0022]本申请其他一些实施例中，热端散热器还包括导热板，所述导热板贴合连接于所述单级半导体制冷元件组的热端，所述U型翅式热管安装于所述导热板上。
[0023]本申请其他一些实施例中，所述柜体开设有柜口，所述柜口处设置有门体；所述柜体包括固定连接形成箱式结构的顶板、底板、前板、后板以及背板，所述柜口与所述背板相对设置，所述双级半导体制冷元件组安装于所述背板中。
[0024]本申请其他一些实施例中，所述门体为可带视窗的保温门或中空玻璃门。
[0025]本申请其他一些实施例中，所述柔性热管还包括柔性绝热段，所述柔性绝热段连接于所述冷凝段与所述蒸发段之间。
[0026]本申请其他一些实施例中，所述双级半导体制冷元件组包括至少一个双级半导体制冷元件，当设置有多个时，多个所述双级半导体制冷元件并联连接；所述单级半导体制冷元件组包括至少一个单级半导体制冷元件，当设置有多个时，多个所述单级半导体制冷元件并联连接。
[0027]本专利技术还提供一种用于上述任一项技术方案所述的半导体制冷冷冻柜的控制方法，控制所述半导体制冷冷冻柜在制冷模式或融霜模式下运行，所述控制方法包括制冷模式控制方法和融霜模式控制方法；
[0028]所述制冷模式控制方法为：控制所述单级半导体制冷元件组与所述双级半导体制冷元件组同时正向供电，控制所述冷却风扇与两个所述散热风扇同时工作；
[0029]所述融霜模式控制方法为：控制所述冷却风扇停机，当少量结霜时，仅控制所述双级半导体制冷元件组反向供电，此时双级半导体制冷元件组向冷端散热器放热融霜；当大
量结霜时，控制所述单级半导体制冷元件组与所述双级半导体制冷元件组同时反向供电，并控制两个所述散热风扇同时工作，此时双级半导体制冷元件组向冷端散热器放热加快融霜。
[0030]与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果在于：
[0031]本专利技术提供的半导体制冷冷冻柜结构简单，其通过柔性热端实现双级半导体制冷元件组与单级半导体制冷元件组串联制冷，即可保证
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18℃的制冷温度要求容易实现，提高了半导体制冷冷冻柜的制冷效率以及制冷量；同时柔性软管利的设置可实现制冷机构的灵活布置，提高了安装灵活性。且本专利技术提供控制方法可控制半导体制冷冷冻柜运行在制冷模式和融霜模式，具有较好的控制效果，可有效保证半导体制冷冷冻柜的可靠、平稳运行。
附图说明
[0032]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体制冷冷冻柜，其特征在于，包括柜体以及设置于柜体上的制冷机构，所述制冷机构包括：双级半导体制冷元件组，安装于所述柜体的箱壁中；冷端散热器，与所述双级半导体制冷元件组的冷端连接，所述冷端散热器位于所述柜体内；冷却风扇，安装于所述柜体内且其靠近冷端散热器设置用以实现冷量扩散；单级半导体制冷元件组，设置于所述柜体的外侧；至少一根柔性热管，其两端的冷凝段与蒸发段分别连接于单级半导体制冷元件组的冷端和所述双级半导体制冷元件组的热端；热端散热器，与单级半导体制冷元件组的热端连接，其包括U型翅式热管；两个散热风扇，对称设置于所述U型翅式热管的内侧用以使得外部的空气流向U型翅式热管。2.如权利要求1所述的半导体制冷冷冻柜，其特征在于：还包括：第一导热块，与所述单级半导体制冷元件组的冷端贴合连接，所述柔性热管的冷凝段设置在所述第一导热块内；第二导热块，与所述双级半导体制冷元件组的热端贴合连接，所述柔性热管的蒸发段设置在所述第二导热块内。3.如权利要求2所述的半导体制冷冷冻柜，其特征在于：所述柔性热管为L型柔性热管。4.如权利要求2或3所述的半导体制冷冷冻柜，其特征在于：所述第一导热块安装于所述柜体的顶部的箱壁上，所述双级半导体制冷元件组安装于柜体的侧箱壁中，且位于所述侧箱壁的上部。5.如权利要求4所述的半导体制冷冷冻柜，其特征在于：所述双极半导体制冷元件所在的侧箱壁的底部开设有与外部连通的排水孔。6.如权利要求1所述的半导体制冷冷冻柜，其特征在于：所述冷端散热器为具有平面基板的翅片式散热器，所述平面基板贴合连接于所述双级半导体制冷元件组的冷端，且所述平面基板的表面大于双级半导...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋鲜霞，晏刚，鱼剑林，任飞，管西玲，
申请(专利权)人：青岛海容商用冷链股份有限公司，
类型：发明
国别省市：